15 DE MAYO DE 2015

STEPHANY ORTEGA ALARCÓN C.C 1088013719

ANÁLISIS ORGÁNICO GRUPO N°2

INFORME NÚMERO 4. MUESTRA N° 92.

Compuesto.

Nombre: 2,3-dihidrofurano; 2,3-DHF.

C.A.S: 1191-99-7.

Formula molecular: C4H6O

Peso molecular: 70,09 g/gmol

Formula Estructura:

Figura 1. Estructura del 2,3-dihidrofurano. (Realizada en ChemSketch)

Figura 2. Estructura 3D del 2,3-dihidrofurano. (Realizada en ChemSketch)

Análisis espectral.

De acuerdo con los espectros del compuesto (IR, H NMR ,❑1 C NMR❑

13 y espectrometría de masas) se va a realizar un análisis de interpretación de las características que definen al 2,3- dihidrofurano.

Análisis del espectro IR 1, 2, 3

1620 cm-1 es una banda de estiramiento C=C, de carácter intenso y se encuentra haciendo parte de una estructura cíclica.

1120 cm-1 esta banda indica éteres alifáticos y de carácter intenso.

1030 cm-1 esta banda está ubicada en la región del IR medio aproximadamente en la región de la huella dactilar. Es delgada y tiene una intensidad fuerte. Como se observa en el espectro, esta tiene una vibración de tensión entre C-O y C-C.

2800 cm-1 – 2950 cm-1 esta banda está ubicada en la región del IR medio, con una frecuencia entre 2800-2950 cm-1. Es una banda muy intensa y doble, tiene una vibración de tensión (varia la distancia de enlace) y flexión (deformación). Estas características son apropiadas para Csp3-H.

872 cm-1 – 890 cm-1 esta banda indica la deformación trans presente en el enlace C=C con una intensidad media.

720 cm-1 – 725 cm-1 esta banda indica balance de cadena de al menos 4 grupos CH2 y una intensidad media.

1275 cm-1 – 1200 cm-1 esta banda indica éteres vinílicos con una intensidad media.

Figura 3. Espectro IR experimental del 2,3-dihidrofurano

Análisis del espectro 13C NMR. 4, 3

Figura 10. Espectro 13C NMR experimental del 2,3-dihidrofurano.

Figura 11. Estructura del 2,3-dihidrofurano numerada para el asignamiento de señales del espectro 13C NMR.

Este espectro indica que la estructura está conformada por 4 tipos de carbonos o sea que existen cuatro ambientes electrónicos diferentes de los tipos de carbono ya que se observan 4 señales.

El C asignado como 5 (figura 11.) tiene una constante de acoplamiento de 145.6 ppm debido al desapantallamiento por parte del Oxígeno ya que está formando un enlace doble lo que lo lleva a e encontrarse en el campo más bajo.

El C = 4 (figura 11.) también está en campo bajo debido a que forma parte del doble enlace del ciclo y se encuentre a dos enlaces del Oxígeno (aún desapantallado por éste). Tiene una constante de acoplamiento de 98,4 ppm.

El C = 2 (figura 11.) se encuentra en campo más alto que los anteriores ya que tiene una constante de acoplamiento de 68.6 pm debido a que está haciendo enlace directo con el Oxígeno y sufre desapantallamiento por éste.

El C = 3 (figura 11.)cuenta con una constante de acoplamiento de 28.5 ppm ubicándolo en el campo más alto; con respecto a los anteriores Carbonos ya no sufre tanto desapantallamiento ya que está a dos enlaces del Oxígeno y forma parte de una enlace simple.

En el espectro 13C NMR (figura 10.) en la parte superior, se tiene también el espectro “Off-Resonance decoupled” de este compuesto, esta técnica indica el desacoplamiento parcial de los Carbonos unidos al Hidrógeno y muestra la multiplicidad C-H pero en el mismo CH3 o CH2 en estudio.

Figura 12. Espectro 13C NMR (Off Resonance Decoupled (parte superior de la figura)) experimental del 2,3-dihidrofurano.

El asignamiento de la posición de cada carbono sobre cada señal, se dá por las razones expuestas

anteriormente en el análisis del espectro 13C NMR. Como se observa en este espectro (figura 12.) existe una multiplicidad que se explicará a continuación:

Los C = 4 y 5 (figura 11.) tienen una multiplicidad de dos cada uno debido a la regla de N+1 (donde N es el número de Hidrógenos acoplados con cada Carbono), lo que nos indica que cada carbono está enlazado a un sólo Hidrógeno (N+1 = 1+1).

Los C = 2 y 3 cuentan con una multiplicidad de tres cada uno debido también a la regla de N+1; lo que nos indica, cada carbono está enlazado a dos Hidrógenos (N+1 = 2+1).

Análisis del espectro 1H NMR.4, 3

Figura 13. Espectro 1H NMR experimental del 2,3-dihidrofurano.

Figura 14. Estructura del 2,3-dihidrofurano numerada para el asignamiento de señales del espectro 1H NMR.

Hidrógeno de la posición 1 (figura 14.) El Oxígeno roba carga de manera resonante con la insaturación desapantallando el Carbono, por lo cual el Hidrógeno de ésta posición alcanza un desplazamiento de 6.27 ppm. El Oxígeno desapantalla el Hidrógeno debido a la carga positiva del Carbono, al efecto resonante, lo que hace que e desplazamiento sea muy alto. Se dá una multiplicidad de sextuplete (por la regla de N+1 pero aplicada a los Hidrógenos vecinos = (N+1) (M+1) = (2) (3) = 6). Aunque sólo tiene un Hidrógeno vecino, el de la posición 2 (figura 14.), también se presenta un acoplamiento con los Hidrógenos de la posición 3.

Hidrógeno de la posición 2 (figura 14.). En ésta posición el Oxígeno aún desapantalla el Hidrógeno pero menor al efecto que se produce en la posición anterior; ya que el Oxígeno roba al Carbono por efecto inductivo. Teniendo un desplazamiento a 4.90 ppm. Éste Hidrógeno tiene como vecinos, por un lado el Hidrógeno de la posición 2 aplicando la regla N+1 = 2, y por el otro los Hidrógenos vecinos de la posición 3 aplicando la regla M+1 = 3; por lo que la multiplicidad final será seis.

Hidrógenos de la posición 4 (figura 14.). El Oxígeno desapantalla esos Hidrógenos de modo que la señal es 4.25 ppm. Teniendo una multiplicidad de N+1 = 3 (triplete) producto del acoplamiento con los Hidrógenos vecinos de la posición 3.

Hidrógenos de la posición 3 (figura 14.). El Oxígeno desapantalla muy poco éstos Hidrógenos por lo que tiene un desplazamiento en 2.55 ppm y por lo tanto su densidad electrónica es mucho mayor y eso provoca que el desplazamiento químico sea menor. Pero de acuerdo a su ambiente químico tiene una multiplicidad de (N+1) (M+1) (R+1) = 12 ya que se acopla con todos sus Hidrógenos vecinos; o sea una multiplicidad de cuatrupletes de

tripletes pero en el espectro 1H NMR (figura 13.) no se observa debido a la resolución en el momento de la expansión de éste.

Análisis del espectro M-S 4

Figura 4. Espectro de masas experimental del 2,3-dihidrofurano.

1

m/z = 70

Figura 5. Mecanismo de fragmentación del 2,3-dihidrofurano del fragmento m/z = 70 (pico base y pico ion molecular).

(Realizada en ChemSketch)

m/z = 69

Figura 6. Mecanismo de fragmentación del 2,3-dihidrofurano del fragmento m/z = 69.( Realizada en ChemSketch)

m/z = 41

Figura 7. Mecanismo de fragmentación del 2,3-dihidrofurano del fragmento m/z = 41. (Realizada en ChemSketch)

2

3

z = 39

Figura 8. Mecanismo de fragmentación del 2,3-dihidrofurano del fragmento m/z = 39. (Realizada en ChemSketch)

Figura 9. Mecanismo de fragmentación del 2,3-dihidrofurano del fragmento m/z = 43. (Realizada en ChemSketch)

ANEXO 1. Síntesis del compuesto 2,3-dihidrofurano.

BIBLIOGRAFÍA

1. Saavedra, P. Tabla de IR. 6 (2012). at <http://q-organicauce.wikispaces.com/file/view/tabla+final+IR+Pablo+Saavedra.pdf>

2. TABLAS PARA LA INTERPRETACIÓN BÁSICA DE ESPECTROS EN LA REGIÓN INFRARROJA. 4 (2014). at <http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Tabla_de_IR_20785.pdf>

3. S.Kinugasa, K. T. and T. T. Spectral Database for Organic Compounds SDBS. at <http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi>

4. Ern¨o Pretsch, P. B¨. & Badertscher, M. Structure Determination of Organic Compounds. (2009).

4

5

m/z = 43